一种配电终端瞬时残压检测电路

摘要

本发明公开了一种配电终端瞬时残压检测电路，包括降压电路模块、三端稳压电路模块、残压判断电路模块和残压信号存储电路模块，降压电路模块的输入端与交流供电端相连接，降压电路模块的输出端与残压判断电路模块的输入端相连接，残压判断电路模块的输出端与残压信号存储电路模块的输入端相连接，残压信号存储电路模块的信号输出端与MCU的电压监测端相连接；降压电路模块的输出端还与三端稳压电路模块的输入端相连接，为检测电路供电。残压判断电路模块根据输入信号状态改变运算放大器输出进而控制三极管通断进行残压检测，通过时间自锁电路实现闭锁功能。本电路有效提高了残压检测的准确性和可靠性。

权利要求

1.一种配电终端瞬时残压检测电路，其特征在于：包括降压电路模块（1）、三端稳压电路模块（2）、残压判断电路模块（3）和残压信号存储电路模块（4），所述降压电路模块（1）的输入端与交流供电端相连接，降压电路模块（1）的输出端与所述残压判断电路模块（3）的输入端相连接，残压判断电路模块（3）的输出端与所述残压信号存储电路模块（4）的输入端相连接，残压信号存储电路模块（4）的信号输出端与MCU的电压监测端相连接；

降压电路模块（1）的输出端还与所述三端稳压电路模块（2）的输入端相连接，三端稳压电路模块（2）的输出电源端VCC用于为所述残压判断电路模块（3）和残压信号存储电路模块（4）供电；

所述残压判断电路模块（3）包括第一运算放大器D1、第二运算放大器D2和三极管V13，所述第一运算放大器D1和第二运算放大器D2用于根据所述残压判断电路模块（3）的输入信号状态改变自身输出结果进而改变三极管V13的导通状态，判断所述输入信号是否为残压信号；

所述残压判断电路模块（3）还包括时间自锁电路，所述时间自锁电路用于根据所述输入信号的状态锁定第二运算放大器D2的输出结果，进而实现所述残压检测电路的闭锁功能；

所述残压判断电路模块（3）还包括三极管V5、三极管V6和RC延时电路，三极管V5的基极与所述残压判断电路模块（3）的输入端相连接，三极管V5的发射极接地，三极管V5的基极与发射极之间连接有电阻R3；三极管V5的集电极与三极管V6的基极相连接，三极管V6的集电极与电源端VCC相连接，三极管V6的基极与集电极之间连接有电阻R2；

三极管V6的发射极依次通过二极管V7和二极管V11与所述第一运算放大器D1的正向输入端相连接，所述二极管V7和二极管V11的导通方向为由三极管V6的发射极指向第一运算放大器D1的正向输入端，第一运算放大器D1的正向输入端通过并联连接的电阻R8和电容C4接地；三极管V6的发射极通过二极管V10与所述第一运算放大器D1的反向输入端相连接，二极管V10的导通方向为由三极管V6的发射极指向第一运算放大器D1的反向输入端，第一运算放大器D1的反向输入端通过电阻R6与电源端VCC相连接，第一运算放大器D1的反向输入端还通过电阻R9接地；

三极管V6的发射极依次通过二极管V8和所述RC延时电路与所述第二运算放大器D2的正向输入端相连接，二极管V8的导通方向为由三极管V6的发射极指向RC延时电路，第二运算放大器D2的反向输入端通过所述时间自锁电路与第二运算放大器D2的输出端相连接；

第一运算放大器D1的输出端与三极管V13的集电极相连接，第二运算放大器D2的输出端与三极管V13的基极相连接，三极管V13的发射极接地，三极管V13的集电极与发射极之间连接有电阻R12，三极管V13的集电极与所述残压判断电路模块（3）的输出端相连接。

2.如权利要求1所述的配电终端瞬时残压检测电路，其特征在于：所述时间自锁电路包括三极管V12，三极管V12的基极通过电阻R11与所述第二运算放大器D2的输出端相连接，三极管V12的集电极与所述第二运算放大器D2的反向输入端相连接，三极管V12的集电极与发射极之间连接有电阻R10，三极管V12的发射极接地，第二运算放大器D2的反向输入端通过电阻R7与电源端VCC相连接。

3.如权利要求1所述的配电终端瞬时残压检测电路，其特征在于：所述RC延时电路包括电阻R5和电容C3，电阻R5的第一连接端与所述二极管V8的阴极相连接，电阻R5的第二连接端与所述第二运算放大器D2的正向输入端相连接，电阻R5的第二连接端还通过所述电容C3接地；

所述残压判断电路模块（3）还包括快速泄放电路，所述快速泄放电路包括二极管V9，所述二极管V9的阳极与电阻R5的第二连接端相连接，二极管V9的阴极与电阻R5的第一连接端相连接，二极管V9的阴极还通过电阻R4接地；

R5≥100R4，R4、R5分别代表相应电阻的阻值。

4.如权利要求1所述的配电终端瞬时残压检测电路，其特征在于：所述三端稳压电路模块（2）包括二极管V4、三极管V3和稳压二极管V2，二极管V4的阳极与所述三端稳压电路模块（2）的输入端相连接，二极管V4的阴极与三极管V3的集电极相连接，二极管V4的阴极还通过电阻R1与三极管V3的基极相连接，三极管V3的基极与所述稳压二极管V2的阴极相连接，稳压二极管V2的阳极接地，三极管V3的发射极与所述三端稳压电路模块（2）的输出电源端VCC相连接，三端稳压电路模块（2）的输出电源端VCC通过电容C2接地。

5.如权利要求1所述的配电终端瞬时残压检测电路，其特征在于：所述残压信号存储电路模块（4）包括MOS管V14和磁保持继电器K1，MOS管V14的栅极与所述残压信号存储电路模块（4）的输入端相连接，MOS管V14的源极接地，MOS管V14的漏极与所述磁保持继电器K1的动作线圈回路负电源端相连接，磁保持继电器K1的动作线圈回路正电源端和复归线圈回路正电源端与电源端VCC相连接，磁保持继电器K1的复归线圈回路负电源端与所述残压信号存储电路的复归连接端相连接，磁保持继电器K1的信号输出端与所述残压信号存储电路模块（4）的信号输出端相连接。

6.如权利要求1所述的配电终端瞬时残压检测电路，其特征在于：还包括残压信号复归电路模块（5），所述残压信号复归电路模块（5）包括三极管V15，三极管V15的基极通过电阻R14与MCU的复归控制端相连接，三极管V15的集电极与所述残压信号存储电路的复归连接端相连接，三极管V15的发射极接地，三极管V15的基极与发射极之间连接有电阻R13。

7.如权利要求1至6任一所述的配电终端瞬时残压检测电路，其特征在于：所述降压电路模块（1）包括压敏电阻RV1、变压器T1和整流桥V1，所述压敏电阻RV1连接于交流供电端UAB和UB之间，交流供电端UAB和UB分别与变压器T1的初级绕组的两个连接端相连接，变压器T1的次级绕组的两个连接端与整流桥V1的两个输入端相连接，整流桥V1的正输出端与所述降压电路模块（1）的输出端相连接，整流桥V1的负输出端接地，整流桥V1的正输出端和负输出端之间连接有电容C1。

说明书

一种配电终端瞬时残压检测电路

技术领域

[0001] 本发明涉及电力故障检测技术领域，具体涉及一种配电终端瞬时残压检测电路。

背景技术

[0002] 2021年国家电网有限公司发布了《12千伏一二次融合柱上断路器及配电自动化终端（FTU）标准化设计方案》（以下简称标准化设计方案），明确指出：终端具备软件和硬件残压检测功能；软件残压检测门槛通过残压定值设定，残压脉冲时间不小于60ms；终端在失电状态下，应能实现时间不小于60ms、残压值不低于50%Un 的残压脉冲识别与记忆，终端上电后，能将识别的残压脉冲参与故障处理逻辑计算。即：配电终端需在失电状态下（无后备电源供电）将时间大于等于60ms、电压值大于等于50%Un的残压脉冲进行识别并存储；待终端上电后，将识别的残压脉冲信号进行计算，从而提高电网供电的可靠性与稳定性，提高配电自动化正确率。

[0003] 标准化设计方案中还指出，反向闭锁（也称为残压闭锁）功能：本开关分位且无压无流时，当开关一侧来电时间小于[X时间]，则反向闭锁合闸，另一侧反向送电时开关不合闸。规定X时间定值为0s 60s可设置，持续时间上限为60s，超出持续时间上限的信号不认定~为残压信号。

[0004] 传统方案大多需要在配电终端带电情况下才能检测出残压存在，并通过稳压二极管和三极管的通断实现残压信号的判断及存储，在信号很小时，稳压二极管会有漏电流流过，导致三极管流过很小的电流就控制后级电路动作，影响残压检测的准确性；当检测电压信号持续时间过长需开启闭锁功能时，一般通过单片机发送命令控制闭锁电路实现，存在因软件代码跑飞或单片机部分功能失效导致电路失效的问题，可靠性不高。

发明内容

[0005] 本发明提出了一种配电终端瞬时残压检测电路，其目的是：在配电终端失电状态下通过纯硬件电路实现残压检测功能，提高残压检测的准确性和可靠性。

[0006] 本发明技术方案如下：

[0007] 一种配电终端瞬时残压检测电路，包括降压电路模块、三端稳压电路模块、残压判断电路模块和残压信号存储电路模块，所述降压电路模块的输入端与交流供电端相连接，降压电路模块的输出端与所述残压判断电路模块的输入端相连接，残压判断电路模块的输出端与所述残压信号存储电路模块的输入端相连接，残压信号存储电路模块的信号输出端与MCU的电压监测端相连接。

[0008] 降压电路模块的输出端还与所述三端稳压电路模块的输入端相连接，三端稳压电路模块的输出电源端VCC用于为所述残压判断电路模块和残压信号存储电路模块供电。

[0009] 所述残压判断电路模块包括第一运算放大器D1、第二运算放大器D2和三极管V13，所述第一运算放大器D1和第二运算放大器D2用于根据所述残压判断电路模块的输入信号状态改变自身输出结果进而改变三极管V13的导通状态，判断所述输入信号是否为残压信号。

[0010] 所述残压判断电路模块还包括时间自锁电路，所述时间自锁电路用于根据所述输入信号的状态锁定第二运算放大器D2的输出结果，进而实现所述残压检测电路的闭锁功能。

[0011] 进一步地，所述残压判断电路模块还包括三极管V5、三极管V6和RC延时电路，三极管V5的基极与所述残压判断电路模块的输入端相连接，三极管V5的发射极接地，三极管V5的基极与发射极之间连接有电阻R3；三极管V5的集电极与三极管V6的基极相连接，三极管V6的集电极与电源端VCC相连接，三极管V6的基极与集电极之间连接有电阻R2。

[0012] 三极管V6的发射极依次通过二极管V7和二极管V11与所述第一运算放大器D1的正向输入端相连接，所述二极管V7和二极管V11的导通方向为由三极管V6的发射极指向第一运算放大器D1的正向输入端，第一运算放大器D1的正向输入端通过并联连接的电阻R8和电容C4接地；三极管V6的发射极通过二极管V10与所述第一运算放大器D1的反向输入端相连接，二极管V10的导通方向为由三极管V6的发射极指向第一运算放大器D1的反向输入端，第一运算放大器D1的反向输入端通过电阻R6与电源端VCC相连接，第一运算放大器D1的反向输入端还通过电阻R9接地。

[0013] 三极管V6的发射极依次通过二极管V8和所述RC延时电路与所述第二运算放大器D2的正向输入端相连接，二极管V8的导通方向为由三极管V6的发射极指向RC延时电路，第二运算放大器D2的反向输入端通过所述时间自锁电路与第二运算放大器D2的输出端相连接。

[0014] 第一运算放大器D1的输出端与三极管V13的集电极相连接，第二运算放大器D2的输出端与三极管V13的基极相连接，三极管V13的发射极接地，三极管V13的集电极与发射极之间连接有电阻R12，三极管V13的集电极与所述残压判断电路模块的输出端相连接。

[0015] 进一步地，所述时间自锁电路包括三极管V12，三极管V12的基极通过电阻R11与所述第二运算放大器D2的输出端相连接，三极管V12的集电极与所述第二运算放大器D2的反向输入端相连接，三极管V12的集电极与发射极之间连接有电阻R10，三极管V12的发射极接地，第二运算放大器D2的反向输入端通过电阻R7与电源端VCC相连接。

[0016] 进一步地，所述RC延时电路包括电阻R5和电容C3，电阻R5的第一连接端与所述二极管V8的阴极相连接，电阻R5的第二连接端与所述第二运算放大器D2的正向输入端相连接，电阻R5的第二连接端还通过所述电容C3接地。

[0017] 所述残压判断电路模块还包括快速泄放电路，所述快速泄放电路包括二极管V9，所述二极管V9的阳极与电阻R5的第二连接端相连接，二极管V9的阴极与电阻R5的第一连接端相连接，二极管V9的阴极还通过电阻R4接地。

[0018] R5≥100R4，R4、R5分别代表相应电阻的阻值。

[0019] 进一步地，所述三端稳压电路模块包括二极管V4、三极管V3和稳压二极管V2，二极管V4的阳极与所述三端稳压电路模块的输入端相连接，二极管V4的阴极与三极管V3的集电极相连接，二极管V4的阴极还通过电阻R1与三极管V3的基极相连接，三极管V3的基极与所述稳压二极管V2的阴极相连接，稳压二极管V2的阳极接地，三极管V3的发射极与所述三端稳压电路模块的输出电源端VCC相连接，三端稳压电路模块的输出电源端VCC通过电容C2接地。

[0020] 进一步地，所述残压信号存储电路模块包括MOS管V14和磁保持继电器K1，MOS管V14的栅极与所述残压信号存储电路模块的输入端相连接，MOS管V14的源极接地，MOS管V14的漏极与所述磁保持继电器K1的动作线圈回路负电源端相连接，磁保持继电器K1的动作线圈回路正电源端和复归线圈回路正电源端与电源端VCC相连接，磁保持继电器K1的复归线圈回路负电源端与所述残压信号存储电路的复归连接端相连接，磁保持继电器K1的信号输出端与所述残压信号存储电路模块的信号输出端相连接。

[0021] 进一步地，所述瞬时残压检测电路还包括残压信号复归电路模块，所述残压信号复归电路模块包括三极管V15，三极管V15的基极通过电阻R14与MCU的复归控制端相连接，三极管V15的集电极与所述残压信号存储电路的复归连接端相连接，三极管V15的发射极接地，三极管V15的基极与发射极之间连接有电阻R13。

[0022] 进一步地，所述降压电路模块包括压敏电阻RV1、变压器T1和整流桥V1，所述压敏电阻RV1连接于交流供电端UAB和UB之间，交流供电端UAB和UB分别与变压器T1的初级绕组的两个连接端相连接，变压器T1的次级绕组的两个连接端与整流桥V1的两个输入端相连接，整流桥V1的正输出端与所述降压电路模块的输出端相连接，整流桥V1的负输出端接地，整流桥V1的正输出端和负输出端之间连接有电容C1。

[0023] 相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

[0024] （1）残压判断电路模块采用两个运算放大器根据输入信号状态控制三极管的通断实现残压信号检测，残压信号存储电路模块通过MOS管控制磁保持继电器进行残压信号的存储，抗干扰能力强，相较于传统的稳压二极管和三极管方案，不会因为输入电压波动较大导致后级电路失效，也不会因为小电流导致后级电路动作，提高了残压检测电路的准确性和可靠性；

[0025] （2）利用RC延时电路设定检测残压信号持续时间上限，超出设定检测残压信号持续时间上限后即触发时间自锁电路，从而实现不同延时时间的残压信号检测，满足工程现场多样化的检测需求；而且无需通过单片机发送命令来启动自锁电路，由纯硬件电路实现闭锁功能，无需软件介入，进一步提高了残压检测电路的可靠性；

[0026] （3）快速泄放电路使得几百毫秒甚至几十毫秒内就能将电容中的电能释放完毕，不影响下一次的残压检测，大大增加了残压检测的准确率以及可靠性；

[0027] （4）三端稳压电路模块中使用稳压二极管和三极管形成射极跟随器，输出稳定电压为整个残压检测电路提供稳定电源，实现了配电终端不带电情况下的残压检测；

[0028] （5）本检测电路可靠性高，逻辑清晰，简单稳定，体积小，功耗低，调试方便。

附图说明

[0029] 图1为本发明的电路图。

具体实施方式

[0030] 下面结合附图详细说明本发明的技术方案：

[0031] 10kV高压配电线路经过电压互感器形成两路交流供电电路UAB、UB和UCB、UB，该两路残压检测电路原理相同，本实施例以Uab、Ub交流供电电路的残压检测电路为例进行详细说明。

[0032] 如图1，一种配电终端瞬时残压检测电路，包括降压电路模块1、三端稳压电路模块2、残压判断电路模块3和残压信号存储电路模块4，所述降压电路模块1的输入端与交流供电端相连接，降压电路模块1的输出端与所述残压判断电路模块3的输入端相连接，残压判断电路模块3的输出端与所述残压信号存储电路模块4的输入端相连接，残压信号存储电路模块4的信号输出端与MCU的电压监测端相连接。

[0033] 所述降压电路模块1的输出端还与所述三端稳压电路模块2的输入端相连接，三端稳压电路模块2的输出电源端VCC用于为所述残压判断电路模块3和残压信号存储电路模块4供电。

[0034] 优选地，所述降压电路模块1包括压敏电阻RV1、变压器T1和整流桥V1，所述压敏电阻RV1连接于交流供电端UAB和UB之间，用于防雷和过电压保护；交流供电端UAB和UB分别与变压器T1的初级绕组的两个连接端相连接，变压器T1的次级绕组的两个连接端与整流桥V1的两个输入端相连接，整流桥V1的正输出端与所述降压电路模块1的输出端相连接，整流桥V1的负输出端接地，整流桥V1的正输出端和负输出端之间连接有电容C1。本电路通过降压电路模块1将输入交流信号UAB、UB转换成幅值相对较小的直流信号，该交流信号有效值一般为220V或100V，该直流信号一般为10V至20V之间。

[0035] 所述三端稳压电路模块2包括二极管V4、NPN三极管V3和稳压二极管V2，二极管V4的阳极与所述三端稳压电路模块2的输入端相连接，二极管V4的阴极与三极管V3的集电极相连接，二极管V4的阴极还通过电阻R1与三极管V3的基极相连接，三极管V3的基极与所述稳压二极管V2的阴极相连接，稳压二极管V2的阳极接地，三极管V3的发射极与所述三端稳压电路模块2的输出电源端VCC相连接，三端稳压电路模块2的输出电源端VCC通过电容C2接地。本电路通过三端稳压电路模块2将得到的直流信号进行降压处理，并稳定为一个固定电压值VCC输出，该固定电压值VCC电压一般为5V或3.3V。

[0036] 该电路模块中，由所述电阻R1和所述稳压二极管V2组成基本稳压电路，在稳压管V2上得到一个稳定的电压，NPN三极管V3的基极联接该点，从而组成一个射极跟随器，发射极电压跟随基极电压，此时基极电压比发射极电压高一个管压降，此种设计方式的益处是：带负载能力远远大于单个稳压管的能力，由于射极跟随器输入阻抗高，也使得输出电压更加稳定。例如：假设使用一个5.6V稳压二极管，三极管管压降为0.6V，则此时输出电压为
5.6V减去0.6V，这样就得到一个稳定的5V电压。

[0037] 所述残压判断电路模块3包括第一运算放大器D1、第二运算放大器D2和NPN三极管V13，所述第一运算放大器D1和第二运算放大器D2用于根据所述残压判断电路模块3的输入信号状态改变自身输出结果进而改变三极管V13的导通状态，判断所述输入信号是否为残压信号。

[0038] 所述残压判断电路模块3还包括时间自锁电路，所述时间自锁电路用于根据所述输入信号的状态锁定第二运算放大器D2的输出结果，实现所述残压检测电路的闭锁功能。

[0039] 优选地，所述残压判断电路模块3还包括NPN三极管V5、PNP三极管V6和RC延时电路，三极管V5的基极与所述残压判断电路模块3的输入端相连接，三极管V5的发射极接地，三极管V5的基极与发射极之间连接有电阻R3；三极管V5的集电极与三极管V6的基极相连接，三极管V6的集电极与电源端VCC相连接，三极管V6的基极与集电极之间连接有电阻R2。

[0040] 三极管V6的发射极依次通过二极管V7和二极管V11与所述第一运算放大器D1的正向输入端相连接，所述二极管V7和二极管V11的导通方向为由三极管V6的发射极指向第一运算放大器D1的正向输入端，第一运算放大器D1的正向输入端通过并联连接的电阻R8和电容C4接地；三极管V6的发射极通过二极管V10与所述第一运算放大器D1的反向输入端相连接，二极管V10的导通方向为由三极管V6的发射极指向第一运算放大器D1的反向输入端，第一运算放大器D1的反向输入端通过电阻R6与电源端VCC相连接，第一运算放大器D1的反向输入端还通过电阻R9接地。

[0041] 三极管V6的发射极依次通过二极管V8和所述RC延时电路与所述第二运算放大器D2的正向输入端相连接，二极管V8的导通方向为由三极管V6的发射极指向RC延时电路，第二运算放大器D2的反向输入端通过所述时间自锁电路与第二运算放大器D2的输出端相连接。

[0042] 所述RC延时电路包括电阻R5和电容C3，电阻R5的第一连接端与所述二极管V8的阴极相连接，电阻R5的第二连接端与所述第二运算放大器D2的正向输入端相连接，电阻R5的第二连接端还通过所述电容C3接地。RC延时电路的准确延时时间可通过实际测量来得到。

[0043] RC延时电路作用：设定能够判断的残压信号持续时间上限。在规定延时时间内的信号才判定为残压信号，超出延时时间的信号触发时间自锁电路，从而使得信号不被判断为残压信号。例如，若设定延时时间为5秒，则超出5秒后的信号不认定为是标准的残压信号，即不触发残压信号存储电路模块4，不存储残压信号。只有在规定延时时间内的信号才被认定为标准的残压信号，即信号在大于等于60ms小于5秒内，才被判定为残压信号，并存储该残压信号。

[0044] 所述残压判断电路模块3还包括快速泄放电路，所述快速泄放电路包括二极管V9，所述二极管V9的阳极与电阻R5的第二连接端相连接，二极管V9的阴极与电阻R5的第一连接端相连接，二极管V9的阴极还通过电阻R4接地。快速泄放电路的作用：快速将电容C3中的能量释放，从而使得在残压消失后的瞬间将残压信号存储下来。若有残压信号产生，则所述电容C3中能量优先通过所述二极管V9经过所述电阻R4释放掉，从而加速所述电容C3中能量的释放。若无残压信号产生，则不会触发快速泄放电路。

[0045] 所述电阻R5阻值需远大于所述电阻R4阻值（例如R5≥100R4，R4、R5分别代表相应电阻的阻值），才能使得所述电容C3中能量优先通过所述二极管V9经过所述电阻R4释放掉，从而加速所述电容C3中能量的释放，继而快速通过残压判断电路和残压信号存储电路来存储残压信号。例如：若取电阻R5阻值为100K，电阻R4阻值为1K，则电阻R5给电容C3充电时间近乎为电阻R4给电容C3放电时间的100倍，这样就能做到快速泄放，从而在残压消失后的瞬间触发残压判断电路模块3和残压信号存储电路模块4，使得存贮在电容C2中的VCC能量消失之前存储残压信号，从而减小整个电路的误判，使可靠性大大提高。

[0046] 进一步优选地，所述时间自锁电路包括NPN三极管V12，三极管V12的基极通过电阻R11与所述第二运算放大器D2的输出端相连接，三极管V12的集电极与所述第二运算放大器D2的反向输入端相连接，三极管V12的集电极与发射极之间连接有电阻R10，三极管V12的发射极接地，第二运算放大器D2的反向输入端通过电阻R7与电源端VCC相连接。

[0047] 第一运算放大器D1的输出端与三极管V13的集电极相连接，第二运算放大器D2的输出端与三极管V13的基极相连接，三极管V13的发射极接地，三极管V13的集电极与发射极之间连接有电阻R12，三极管V13的集电极与所述残压判断电路模块3的输出端相连接。

[0048] 快速泄放电路的工作原理为：若信号为残压信号，待信号消失，快速将所述电容C3中的能量释放，此时第二运算放大器D2的正向输入端电压小于反向输入端电压，D2输出低电平。由于信号消失，且三端稳压电路模块2中电容C2中存储的能量是有限的，整个电路会消耗能量，为了迅速准确地将残压信号存储下来，需快速将电容C3中能量释放，在电容C2中存储能量消耗之前将残压信号迅速准确地存储下来。若信号不为残压信号（信号的持续时间大于设定残压信号持续时间上限），待信号消失，快速将所述电容C3中的能量释放，直到所述第二运算放大器D2的正向输入端电压等于所述二极管V9管压降，由于时间自锁电路存在，第二运算放大器D2的反向输入端电压为低电平，故而在所述电容C2中存储的能量消失之前，第二运算放大器D2的输出端电压一直保持高电平，并不能驱动后级电路动作。

[0049] RC电路的延时时间测算以及时间自锁电路的触发机制为：所述电阻R5与所述电容C3串联从而来延时时间，需要根据所述电阻R7与电阻R10的分压来进行实际计算测量，即当所述电容C3的电压高于所述电阻R7与所述电阻R10的分压，即可触发时间自锁电路。当t=R*C时，所述电容C3电容电压约为0.63*VCC，当t=2*R*C，所述电容C3电容电压约为0.86*VCC，该时间需取到合适值，才能存储标准的残压信号。例如：若VCC为5V，所述电阻R7阻值取20K，所述电阻R10阻值取34K，则所述电阻R7阻值与所述电阻R10阻值分压约为3.15V。若所述电阻R5阻值取500K，所述电容C3取10uF，计算时间t=R*C，该延时时间大致为5秒。从而使得信号持续时间大于5秒时，所述第二运算放大器D2的正向输入端电压大于反向输入端电压，触发时间自锁电路。

[0050] 所述时间自锁电路的工作原理为：若无残压信号产生（信号持续时间T大于设定残压信号持续时间上限），输入信号经过RC延时电路，超过设定的残压信号持续时间上限（5s）后，所述第二运算放大器D2的正向输入端电压大于反向输入端电压，第二运算放大器D2输出端为高电平，此时触发时间自锁电路，致使所述NPN三极管V12基极与发射极之间为高电平，三极管V12集电极与发射极之间导通。由于三极管V12的发射极接地，第二运算放大器D2的正向输入端电压大于反向输入端电压，从而使得第二运算放大器D2输出端保持为高电平，从而使得所述NPN三极管V13基极与发射极之间为高电平，三极管V13集电极与发射极导通，使得无脉冲电压信号传至残压信号存储电路。若有残压信号产生，则不会触发时间自锁电路。

[0051] 本电路通过残压判断电路模块3对输入信号是否为残压信号进行判断，假设信号持续时间为T，检测不同持续时间的信号时电路工作原理如下：

[0052] 1）若60ms≤T＜5s，在该信号存在期间，所述NPN三极管V5基极与发射极之间为高电平，三极管V5集电极与发射极导通，由于三极管V5发射极接地，所述PNP三极管V6发射极与基极之间为高电平，三极管V6发射极与集电极导通，由于三极管V6发射极与VCC相连，则所述第一运算放大器D1正向输入端电压近似为VCC减去二极管V7与二极管V11管压降，第一运算放大器D1反向输入端电压近似为VCC减去二极管V10管压降，即第一运算放大器D1正向输入端电压必定小于反向输入端电压，D1输出为低电平；同时该信号经过二极管V8之后再经过RC延时电路，通过电阻R5给电容C3充电，若设定延时时间为5秒，则此时所述第二运算放大器D2正向输入端电压必定小于反向输入端电压，D2输出为低电平。两个运算放大器D1和D2输出均为低电平，此时所述NPN三极管V13基极与发射极之间电压为低电平，残压判断电路模块3的输出端为低电平，不触发残压信号存储电路模块4。

[0053] 该残压信号消失后，所述NPN三极管V5基极与发射极之间不为高电平，三极管V5集电极与发射极不导通，从而使得所述PNP三极管V6发射极与基极之间不为高电平，三极管V6发射极与集电极不导通，三极管V6集电极不为高电平，所述第一运算放大器D1的正向输入端电压为所述电容C4中电压，第一运算放大器D1的反向输入端电压等于所述电阻R6与所述电阻R9分压，第一运算放大器D1正向输入端电压必定大于反向输入端电压，D1输出为高电平；由于所述PNP三极管V6集电极不为高电平，故所述二极管V8正极不为高电平，从而所述电容C3中能量通过所述二极管V9经过所述电阻R4快速泄放，第二运算放大器D2正向输入端电压等于所述电容C3电压，第二运算放大器D2反向输入端电压等于所述电阻R7与所述电阻R10分压，故第二运算放大器D2正向输入端电压小于反向输入端电压，D2输出低电平。两个运算放大器D1输出高电平，D2输出低电平，三极管V13基极与发射极之间为低电平，三极管V13集电极与发射极不导通，继而使得第一运算放大器D1输出端脉冲电压信号传至残压信号存储电路模块4，即有残压信号存储至残压信号存储电路模块4中，从而判断有残压产生。

[0054] 2）若T≥5s，例如信号为10s非残压信号，在该信号存在的前5s内，所述NPN三极管V5基极与发射极之间为高电平，三极管V5集电极与发射极导通，由于三极管V5发射极接地，所述PNP三极管V6发射极与基极之间为高电平，三极管V6发射极与集电极导通，由于三极管V6发射极与VCC相连，则所述第一运算放大器D1正向输入端电压近似为VCC减去二极管V7与二极管V11管压降，第一运算放大器D1反向输入端电压近似为VCC减去二极管V10管压降，即第一运算放大器D1正向输入端电压必定小于反向输入端电压，D1输出为低电平；同时该信号经过二极管V8之后再经过RC延时电路，通过电阻R5给电容C3充电，若设定延时时间为5秒，则此时所述第二运算放大器D2正向输入端电压必定小于反向输入端电压，D2输出为低电平。两个运算放大器D1和D2输出均为低电平，此时所述NPN三极管V13基极与发射极之间电压为低电平，残压判断电路模块3的输出端为低电平，不触发残压信号存储电路模块4。

[0055] 待5s过后，此时所述第二运算放大器D2正向输入端电压必定大于反向输入端电压，D2输出为高电平，触发时间自锁电路，D2输出端保持高电平，从而使得所述NPN三极管V13基极与发射极之间为高电平，三极管V13集电极与发射极导通，第一运算放大器D1输出的脉冲信号不能传至残压信号存储电路模块4。

[0056] 待10s过后，该信号消失，所述NPN三极管V5基极与发射极之间不为高电平，三极管V5集电极与发射极不导通，从而使得所述PNP三极管V6发射极与基极之间不为高电平，三极管V6发射极与集电极不导通，三极管V6集电极不为高电平，所述第一运算放大器D1的正向输入端电压为所述电容C4中电压，第一运算放大器D1的反向输入端电压等于所述电阻R6与所述电阻R9分压，第一运算放大器D1正向输入端电压必定大于反向输入端电压，D1输出为高电平。由于三极管V13集电极与发射极导通，第一运算放大器D1输出的高电平会变为低电平，不会触发残压信号存储电路模块4，无残压信号存储。

[0057] 3）若0≤T＜60ms，所述第一运算放大器D1的正向输入端电压必定小于反向输入端电压，第一运算放大器D1的输出端必定为低电平；此时所述第二运算放大器D2的正向输入端电压必定大于反向输入端电压，第二运算放大器D2的输出端为高电平；从而使得所述NPN三极管V13基极与发射极之间为高电平，三极管V13集电极与发射极导通，继而使得无脉冲电压信号传至所述残压信号存储电路模块4，即无残压信号存储至残压信号存储电路模块4中，从而判断无残压产生。

[0058] 所述残压信号存储电路模块4包括N沟道增强型MOS管V14和双线圈磁保持继电器K1，MOS管V14的栅极与所述残压信号存储电路模块4的输入端相连接，MOS管V14的源极接地，MOS管V14的漏极与所述磁保持继电器K1的动作线圈回路负电源端相连接，磁保持继电器K1的动作线圈回路正电源端和复归线圈回路正电源端与电源端VCC相连接，磁保持继电器K1的复归线圈回路负电源端与所述残压信号存储电路的复归连接端相连接，磁保持继电器K1的信号输出端与所述残压信号存储电路模块4的信号输出端相连接。

[0059] 所述残压信号存储电路模块4通过驱动所述双线圈磁保持继电器K1动作线圈导通，使得双线圈磁保持继电器动作，从而存储残压信号，继而使得MCU来判断是否有残压存在。当所述残压判断电路模块3判断有残压信号时，所述残压信号存储电路模块4的输入端为高电平，MOS管V14栅极与源极之间电压为高电平，MOS管V14漏极与源极导通，驱动所述双线圈磁保持继电器K1动作线圈动作，从而存储残压信号。若磁保持继电器K1输出端的电压监测信号CY‑UAB为低电平，MCU检测到该电压为低电平，即判定有残压存在；若MCU检测到该电压不为低电平，即为无残压存在。所述双线圈磁保持继电器K1有一动作线圈和复归线圈，当动作线圈加上一个“触发”动作电压后，接点闭合。此时如果线圈失电接点也会维持原闭合状态，直至复归线圈上加上一个动作电压，接点才会返回。

[0060] 所述配电终端瞬时残压检测电路还包括残压信号复归电路模块5，所述残压信号复归电路模块5包括NPN三极管V15，三极管V15的基极通过电阻R14与MCU的复归控制端RST相连接，三极管V15的集电极与所述残压信号存储电路的复归连接端相连接，三极管V15的发射极接地，三极管V15的基极与发射极之间连接有电阻R13。

[0061] 若双线圈磁保持继电器K1存储有残压信号，可通过MCU的复归控制端RST发送高电平来驱动所述NPN三极管V15集电极与发射极导通，从而使得所述双线圈磁保持继电器K1复归线圈导通，双线圈磁保持继电器K1动作，达到消除残压信号目的。继而方便下一次残压检测，使下次残压检测准确无误，消除上次残压检测带来的影响。

[0062] 综上，整个残压检测电路的工作原理为：首先交流电压UAB，UB通过降压电路模块1降压整流形成直流电压，直流电压通过三端稳压电路模块2形成稳定的VCC电压，从而提供整个电路能量，进而通过残压判断电路模块3来判断是否有残压存在：若有残压存在，则经过残压判断电路模块3中的RC延时电路和快速泄放电路，此时两个运算放大器D1、D2的输出结果使得三极管V13不导通，D1输出的脉冲信号由残压信号存储电路模块存储下来，待配电终端下次上电运行通过MCU来读取残压信号，或通过残压信号复归电路模块5将残压信号消除；若无残压存在，则经过残压判断电路模块3中的RC延时电路和时间自锁电路，此时两个运算放大器D1、D2的输出结果使得三极管V13导通，信号不经过残压信号存储电路模块4，无残压信号存储下来。

[0063] 本电路实现了利用纯硬件电路进行残压检测，无需控制器过多参与，控制器只需识别电路存储的残压信号，便可将该信号参与逻辑计算，且电路逻辑清晰、简单明了，不易发生故障，可靠性高。